尽管自主飞行常与无人机联系在一起，但一场自主技术革命正悄然在平流层展开。在约20公里的高空，空客子公司Aalto、泰雷兹以及BAE系统公司旗下的Prismatic等企业研发的高空平台站（HAPS），正瞄准介于常规航空交通与低地球轨道（LEO）卫星之间的广阔未开发空域。
这些飞行器远高于云层与强风带，依靠太阳能持续滞空，可为下方广袤区域提供数日、数周乃至数月的持久通信、地球观测与监视能力。2024年末，Prismatic公司以Phasa-35高空伪卫星验证了这一潜力：该飞行器从新墨西哥州起飞，攀升至20公里（66,000英尺）以上平流层，连续飞行24小时后安全着陆；仅两天后即再次升空，展现出快速周转能力。
2025年初，Kea Aerospace公司的Atmos Mk1b从新西兰南岛起飞，爬升至17公里（56,000英尺）高度，持续飞行8小时20分钟；同年5月，Aalto公司在肯尼亚发射Zephyr平台，飞行高度超过18公里（60,000英尺），并维持与地面4G设备的直连无线通信多日，随后穿越赤道辐合带两次，飞往澳大利亚方向。
Zephyr总计在平流层停留达惊人的67天。一年后，其正加速迈向商业化应用。Aalto首席运营官皮埃尔-安托万·奥布尔表示：“我们即将把67天飞行延长至90天，之后目标是200天……持久性平流层任务与能力已成为现实。”
Zephyr的超长滞空能力主要归功于其极轻的复合材料机体、高性能太阳能电池及高能量密度轻质电池。整机仅重75公斤，翼展25米，采用英国Microlink Devices公司生产的InGaAs三结太阳能电池为美国Amprius Technologies公司制造的硅负极锂离子电池充电。“白天收集的太阳能足以充满电池，使其夜间持续供电驱动飞行器”，奥布尔解释道。
尽管HAPS在平流层自主运行，Aalto仍开发了先进飞行控制软件，辅助其起降阶段操作。“飞行控制律充分利用机体柔性结构，在涡旋湍流等动态天气下实现稳定，使地面与平流层间的过渡更平稳”，他指出，“这是个敏感区域，我们不希望在此停留过久。”
Aalto的核心应用场景之一，是在地震、海啸等灾害频发及偏远地区提供安全通信中继服务，Zephyr的持久覆盖能力可支持网络快速恢复。2024年6月，日本Space Compass与NTT Docomo两家通信企业向Aalto注资1亿美元，推动其在日本及亚洲范围内的通信与地球观测服务商业化。“日本频遭地震与海啸，合作伙伴亟需灾后快速恢复网络，减少业务中断”，奥布尔强调。
此外，Aalto已与印尼电信运营商Telkomsel和Mitradel签署协议，探索在该国欠发达地区的无线连接方案；今年2月，公司还向业界发出合作邀请，征集适用于澳大利亚北部部署、载重不超过8公斤的有效载荷方案。
“全球约半数人口缺乏网络连接，市场迫切希望覆盖地面网络无利可图的地区”，奥布尔表示，“在平坦地形下，单台Zephyr可替代约250座地面基站。目前我们正全力推进商业化，并扩大产能以交付服务。”
据Aalto介绍，该服务将提供5–10毫秒的低延迟，并通过标准智能手机实现直连通信。但其未来不止于通信领域——Zephyr亦可提供地球观测服务，输出亚20厘米分辨率的高精度、低延迟实时影像、视频与地理空间数据，填补卫星与无人机之间的能力空白。
国防应用也逐步显现，Aalto正聚焦情报、监视与侦察任务，潜在服务包括合成孔径雷达、VHF-SHF频段通信截获及C-X波段雷达探测。奥布尔坦言：“几年前我还认为通信是核心驱动力，但鉴于当前地缘政治形势，来自国防领域的兴趣正显著上升。军方希望将通信直接延伸至战场一线士兵；例如在乌克兰，该技术可用于指挥小型低空无人机群执行攻击任务。”
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与Aalto、Prismatic、Kea Aerospace等聚焦轻量化固定翼飞行器的厂商不同，美国航天企业Sceye另辟蹊径，开发了一款轻质氦气充填织物飞艇——SE2。
今年4月，该自主平台在平流层连续飞行12天，从新墨西哥州飞抵巴西海岸，在多个指定区域保持位置与高度超88小时，昼夜不间断运行，最终按计划完成可控终止飞行。
Sceye创始人兼CEO米克尔·韦斯特加德·弗兰森表示：“原计划是在巴西海岸附近定点驻留并积累飞行时长——我们做到了。这标志着平流层作为新型基础设施层的解锁迈出决定性一步。此次飞行即为耐久性测试的收官，意味着‘训练轮’已拆除，平台正式具备客户服务能力。”
与固定翼机型类似，SE2同样采用薄膜太阳能电池阵列在白昼发电，为高能量密度锂硫电池充电以供夜间使用；机载电子系统与传感器实时监控平台状态，实现自主运行，并在昼夜循环中调控电力与气体压力。
“我们用氦气维持浮力，白天靠太阳能，夜晚靠电池驱动电动螺旋桨迎风定向”，弗兰森解释，“结合空气动力学外形，即可在作业区域稳定悬停定位。”
继耐久性试飞成功后，Sceye紧随Aalto步伐，启动在欠发达地区的无线连接测试。其HAPS平台已安排首次商业试飞，由投资方日本软银集团（SoftBank）主导：飞艇将从新墨西哥州飞往日本，接入软银核心网络，并在应急与灾害响应场景中开展多项连通性演示。
为本次试飞，Sceye定制开发了平流层通信天线SceyeCell，旨在实现大规模、长时程高连通性——覆盖范围相当于500座地面基站。该公司EMEA地区电信总监阿尔弗雷多·塞拉诺指出：“它是一个完全再生式4G或5G节点，堪称‘天空中的基站’。”
“我们与全球不同地域、经济环境的运营商深入沟通后确认，需设计一款MIMO天线，以平衡最佳覆盖与容量”，他补充道，“其辐射半径可达70–90公里（实测最大达140公里），容量超过3.5 Gbps。”
该天线配备电子波束赋形功能，结合GPS定位与高度信息，通过运动补偿算法确保波束始终精准对准目标区域；同时支持零点成形技术，避免向已有地面覆盖区发射信号，从而消除对地面基站的干扰。
日本试飞完成后，平台将转赴秘鲁，并在另一未公布地点开展第二、第三次试飞，全部周期预计不足一年。弗兰森对此信心十足，认为大众市场连通性服务将紧随其后——这也是其公司相较固定翼厂商更聚焦民用市场的战略重心。“大众市场连通性要求我们搭载250公斤重的天线，功耗4–5千瓦；而固定翼平台通常仅能将约5公斤载荷送入平流层。”
弗兰森预计，日本初期运营或将部署多架HAPS“停泊”于上空，一旦发生海啸、地震或台风等灾害，即可迅速汇聚至受灾区域。他还确信，该技术可与LEO卫星、小型卫星星座及地面网络协同，构建全域无缝覆盖网络。“我认为，自动驾驶汽车等6G愿景中的实时服务，极有可能在平流层实现”，他强调，“让我们让传统电信商、平流层基础设施与LEO星座三层网络协同工作。”
随着Sceye筹备赴日试飞、Aalto拓展印尼合作，其他HAPS参与者亦积极布局：行业消息显示，NASA代表美国空军研究实验室已向Prismatic授予1000万美元合同，用于部署空中监视任务；Kea Aerospace正准备围绕新西兰开展水质监测，并在南极洲执行臭氧层跟踪任务；而Sceye还在新墨西哥州珀米安盆地识别出甲烷泄漏点。
“展望未来，我认为我们最大的使命是‘常态化’”，弗兰森总结道，“我们要让HAPS成为日常现实。”
